高中第二节 库仑定律精品课件ppt

这是一份高中第二节 库仑定律精品课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了学习目标，影响静电力的因素，点电荷，库仑定律，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
1. 理解点电荷的概念，知道构建理想化物理模型的作用；2. 通过对演示实验的观察，了解影响静电力的因素，提高科学探究意识；3. 掌握库仑定律的内容及其应用，体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法；4. 了解库仑定律的探索历程，体会库仑扭秤实验设计的实验思想和方法。
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引
思考：电荷之间的作用力与什么因素有关？怎样计算电荷之间的作用力？
用摩擦起电的方法分别让球形导体A和通草球B带同种电荷，并使球形导体A与通草球B处在同一水平面上。（1）不断给A增加电量，观察摆线偏角的变化。（2）保持A和B上的电量不变，改变A与B之间的水平距离，观察摆线偏角的变化。
提出问题：导体A与通草球B的作用力会随距离的不同怎样改变呢？在同一位置增大或减小导体A所带的电荷量，作用力又会怎样变化？电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
1、物理学上，把静止电荷之间的相互作用力成为静电力。
2、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3、法国物理学家库仑通过实验总结出静电力的规律。
4、影响静电力的因素：带电体的电量，带电体之间的距离等。
1、如果一个带电体本身的大小比它与其他带电体的距离小得多，那么在研究它与其他带电体的相互作用时，电荷在带电体上的具体分布情况可以忽略，即可以把带电体抽象成一个点，这个带电的点成为点电荷。
2、点电荷是一个理想化的物理模型。
【讨论与交流】与质点模型相比，体会在什么情况下可将带电体抽象为点电荷？
带电体能否看做点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的形状、大小与距离相比能否忽略.即将带电体看做点电荷的前提条件是带电体间的距离远大于带电体本身的尺寸.
【思考问题】科学家在研究静电力的过程中遇到了哪些困难？又是如何解决困难的？
（1）这种“电力”非常小，没有仪器能测量这么小的力；
（2）当时没有量度电量的单位；
（3）任意带电体上的电荷分布难以确定，因而无法确定相互作用的电荷之间的距离。
【观察与思考】如图所示，在干燥的环境中，高精度电子秤上有两块金属圆片A、B固定在两个轻质绝缘支架上，下支架放在电子秤检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈，再穿过固定支架的小孔。（1）下支架放在电子秤检测台面上，将电子秤的示数归零。（2）将A、B两块金属圆片正对距离调为d，然后用起电机让两块金属圆片带上相同的电量（设为q），通过读出电子秤的示数经过单位换算便可得到B对A的静电力的大小。
实验一：保持电量不变，把A、B两块金属圆片的距离定量增大，通过读取电子秤示数，经过单位换算便可得到B对A的静电力的大小；
实验二：保持A、B两块金属圆片的距离为d，逐次用另一相同且不带电的金属圆片C与A接触，使A的电量依次减半，通过读取电子秤的示数，经过单位换算便可得到B每次对A的静电力的大小；
4、方向：利用电荷之间“同性相斥，异性相吸”的特点判断
（1）适用条件：适用于计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力。如果两电荷间的距离趋于零，则电荷不能视为点电荷，因此不能根据库仑定律得到库仑力无穷大的结论。
（2）点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小时，可用所带电量的绝对值进行计算。静电力的方向在两点电荷的连线上，再根据电荷的电性来判断是吸引力还是斥力。
（3）当一个点电荷受到多个点电荷的作用时，可以根据力的独立作用原理并通过力的合成求出合力。
【讨论与交流】 相隔一定距离的两个带电金属球，因体积偏大而不能被视为点电荷，如果用两个金属球的球心间距离来计算库仑力，计算结果比真实值偏大、偏小还是相等？为什么？
1．库仑力的特征．(1)真空中两个静止点电荷间相互作用力的大小只跟两个点电荷的电荷量及间距有关，跟它们的周围是否存在其他电荷无关．(2)两个电荷之间的库仑力同样遵守牛顿第三定律，与两个电荷的性质、带电多少均无关，即互为作用力与反作用力的两个库仑力总是等大反向．(3)库仑力是电荷之间的一种相互作用力，具有自己的特性，与重力、弹力、摩擦力一样，是一种“性质力”．在实际应用时，库仑力与其他力一样，对物体的平衡或运动起着独立的作用，受力分析时不能漏掉．
四、库仑定律的综合应用
2．三电荷平衡模型．(1)模型构建．①三个点电荷共线．②三个点电荷彼此间仅靠电场力作用达到平衡，不受其他外力．③任意一个点电荷受到其他两个点电荷的电场力大小相等、方向相反，为一对平衡力．
(2)模型规律．①“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上．②“两同夹异”——正负电荷相互间隔．③“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小．④“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷．
已知质子的质量是1.67×10-27Kg，电子的质量是9.1×10-31Kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。
可见,微观粒子间的万有引力小于库仑力,因此在研究微观带电粒子相互作用时,可以把万有引力忽略掉。
例2： 真空中有三个点电荷，它们固定在边长 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是 +2×10─6 C , 求它们所受的库仑力。
解：q3 共受 F1 和 F2 两个力的作用， q1 = q2 = q3 = q， 相互间的距离 r 都相同 , 所以
根据平行四边形定则，合力是:
合力的方向沿 q1 与 q2 连线的垂直平分线向外。
反思总结：1.大小计算：电性的正负号不代入公式，取绝对值。2.方向判断：利用电荷的性质确定。3.多个带电体同时存在：利用力的平行四边形定则求出合力
1．(多选)下面关于点电荷的说法正确的是(　　)A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体B．带电体体积很大时不能看成点电荷C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20CD．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看作点电荷
解析：点电荷是一个理想化的模型，当带电体的大小和形状对作用力的影响可以忽略时带电体可看成点电荷．点电荷不是以带电荷量的多少来确定的，电荷量必须是元电荷的整数倍．故A、D正确．
3．(多选)如图所示，可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为(　　)A．A可能受2个力作用B．A可能受3个力作用C．A可能受4个力作用D．A可能受5个力作用
解析：小物体A可能受到两个力作用，即重力和B对它的库仑力，这两个力大小相等，方向相反．若向上的库仑力小于A的重力，则A还将受到斜面的支持力，这三个力不能平衡，用假设法可得A必定也受到了斜面的静摩擦力．所以A受到的力可能是2个，也可能是4个，选项A、C正确．
4．两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为L，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个点电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及电荷量．
因a、b点电荷同为负电荷，故只有当电荷c处于a、b之间时，其所受库仑力才能方向相反、合力为零，因此要三个电荷都处于静止状态，即a、b电荷所受的静电力的合力均为零，对a来说，b对它的作用力是向左的斥力，可判断电荷c的电性一定为正．